1、第五章 几何光学几何光学的基础：直线传播定律、独立传播定律、折射和反射定律几何光学研究的对象：几何尺寸远远大于所用的光波波长。第一节 球面折射一、单球面折射C设 n1 i2当两种不同折射率的透明媒质的分界面为球面的一部分时，所产生的折射现象称为单球面折射。1. 单球面成像公式由折射定理：n1 sini1= n2 sini2因为 OA是近轴光线有 sini1 i1； sini2 i2u： 物距 v: 相距折射定理写成：n1 i1= n2 i2又由图可知：i1 , i2 - ;、 、 均很小 ，此式为单球面成像公式n1 n2C设 n1 i2u 物到折射面顶点的距离，v 像到折射面顶点的距离，r 折
2、射面的曲率半径。n1 入射光所在媒质折射率；n2 折射光所在媒质折射率；单球面折射的物像公式：规定 ：物距 u0 “实物 ” （发散的入射光线顶点）(物点到折射面顶点的方向与如入射光线方向相同 )0 实像00n例题 1： 圆柱形玻璃棒 (n 1.5)的一端为半径 2cm的凸球面。 (1)当球棒置于空气中时，在棒的轴线上距离棒端 8cm处的物点所成的像的位置。 (2)若将此棒置于水中 (n 1.33), 物距不变，像距应是多少？ (设棒足够长 )解： (1) 将 n1 1.0 ， n2 1.5， r=2cm， u=8cm代入得(2) 将 n1 1.33 ， n2 1.5， r=2cm， u=8c
3、m代入得实像虚像2. 焦点、焦距、焦度焦度的单位为 m-1, 叫屈光度 D。1D=100度。第一焦点 F1:第一焦距 f1：第一焦度焦点有虚实、焦距有正负、焦度有正负。第二焦点 F2第二焦距 f2：第二焦度对同一折射面尽管两侧焦矩不相等，但其焦度相等。由以上关系单球面折射公式可化为：此式也称为近轴光线单球面折射成像的高斯公式。思考题： 实物在具有会聚作用的折射系统是否一定成实像 .例题 2 从几何光学的角度来看，人眼可以简化为高尔斯特兰简化模型。这种模型将人眼成像归结为一个曲率半径为 5.7mm、媒质折射率为 1.333的单球面折射成像。 (1)试求这种简化眼的焦点位置和焦度； (2)若已知某物在角膜后 24.02mm处视网膜上成像，求该物应放何处。解： (1) 已知 n1 1.0 , n2 1.333, r=5.7mm于是有
